CN111072828A - 一种水解聚马来酸酐的合成方法 - Google Patents

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刘帆
梁蓉
周树林
张建
施海霞
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Abstract

本发明涉及一种水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：步骤1：将顺丁烯二酸酐和二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至105‑115℃时，向反应釜中滴加催化剂，所述催化剂是由摩尔比为1.2:1.05‑1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的；步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入去离子水在95‑105℃的条件下水解2‑3次；步骤3：水解完成后，向反应釜中加入顺丁烯二酸酐质量的1.2‑1.5倍的去离子水，即得水解聚马来酸酐产品。本发明的优点在于：本发明的合成方法，能够使聚合物达到6‑8个，提高分子量，并有效合理的解决循环水结垢问题。

Description

一种水解聚马来酸酐的合成方法
技术领域
本发明属于有机聚合化学领域，特别涉及一种水解聚马来酸酐的合成方法。
背景技术
随着现代工业的发展，工业生产过程中的用水量日益增大，对工业循环冷却水化学处理剂也提出了更高的要求。自从上个世界 70 年代水解聚马来酸酐被开发以来，它独特的阻碳酸钙和磷酸钙的性能，被人们所重视，人们对它的研究也越来越普遍。
经检索，专利CN 109293812 A公开了一种水解聚马来酸酐的制备方法，具体是以水相为反应介质，通过添加的可溶性有机酸助剂，利用钛白粉和过氧化氢催化引发顺丁烯二酸酐发生均聚反应得水解聚马来酸酐，该发明中可溶性有机酸助剂的加入，可提高水解聚马来酸酐的产率；采用分步滴加过氧化氢的方法，有效降低顺丁烯二酸酐单体残留量；但是目前的技术仅局限于水法合成聚合度在 3-5 的聚马，分子量低，性能较差，不能有效的解决循环水中的结垢问题，生物降解的今天，合成高分子水法聚马具有更重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够使聚合物达到 6-8 个，提高分子量，并有效合理的解决循环水结垢问题的水解聚马来酸酐的合成方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种水解聚马来酸酐的合成方法，其创新点在于：包括如下步骤：
步骤1：将顺丁烯二酸酐和二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至105-115℃时，向反应釜中滴加催化剂，所述催化剂是由摩尔比为1.2:1.05-1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入去离子水在95-105℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入顺丁烯二酸酐质量的1.2-1.5倍的去离子水，即得水解聚马来酸酐产品。
进一步地，所述步骤1中顺丁烯二酸酐和二甲苯的质量比为1:1。
进一步地，所述步骤1中催化剂的滴加速度为0.5-0.8kg/min。
进一步地，所述步骤1中，催化剂的用量为顺丁烯二酸酐用量的10%，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h。
进一步地，步骤2中去离子水的用量为步骤1中顺丁烯二酸酐用量的1/2。
本发明的优点在于：
（1）本发明水解聚马来酸酐的合成方法，采用溶剂法进行合成水解聚马来酸酐产品，其中，采用摩尔比为1.2:1.05-1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的催化剂，若采用单一催化剂或未按照使用该比例的混合催化剂，会导致催化收率低，水解聚马来酸酐聚合度只有3-5的聚马，使用性能低；
（2）通过本发明水解聚马来酸酐的合成方法合成的水解聚马来酸酐，能够更加有效合理的解决循环冷却水、油田注水和各种低压锅炉水中的结垢问题，有效分散螯合钙、镁离子，阻垢分散性能优越，对钙垢的去除率明显上升，大大节约了处理成本，保护了自然生态环境。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2:1:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入1200-1500kg去离子水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
实施例2
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2:1.2:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入1200-1500kg去离子水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
实施例3
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2:1.05:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入适量的水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
实施例4
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2:1.3:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入1200-1500kg去离子水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
实施例5
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2: 1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入1200-1500kg去离子水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
实施例6
本实施例水解聚马来酸酐的合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将1000kg顺丁烯二酸酐和1000kg二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至110℃时，向反应釜中以0.5-0.8kg/min的滴加速度滴加100kg的催化剂，该催化剂是由摩尔比为1.2:1.28:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入500kg去离子水在100℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入1200-1500kg去离子水，即得澄清透明棕黄色水解聚马来酸酐。
对上述实施例中的得到的高分子水法聚马来酸酐含量的测试及测试结果如下 ：
(1)、测试条件
烘干法测试，鼓风式烘箱中 80℃，拉真空下恒重 4h
(2)、测试结果
表 1 各实施例中聚马来酸酐的含量及分子量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由上表可以看出，采用摩尔比为1.2:1.05-1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的催化剂进行合成时，可使聚马的含量达到 48.0-52.0％，分子量达到810～900，且合成的高分子水法聚马为红棕色透明液体，易于灌装和运输。
对本发明实施例 3 中的聚马来酸酐进行阻垢性能测试，测试条件及测试结果 ：
1、测试条件 ：
(1) 用静态阻垢法对样品的阻垢碳酸钙性能进行测定。试验用水为配制水 ：将含一定质量浓度的药剂ρ(Ca 2+ )＝600mg/L，ρ(HCO 3 - )＝600mg/L，ρ(CO 3 2- ) ＝100mg/L(均以 CaCO 3 计 ) 的 500mL 水样 (pH ＝ 9) 加入容量瓶中，置于 (50±1)℃的水浴中，恒温 10h 后取出冷却过滤后，测定过滤液 Ca 2+ 含量，同时做空白实验。
2、测试结果
本发明高分子水法聚马的用量达到 10mg/L 时，其阻碳酸钙垢的能力达到 80.0％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种水解聚马来酸酐的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将顺丁烯二酸酐和二甲苯加入到反应釜中，升温，待反应釜中温度升至105-115℃时，向反应釜中滴加催化剂，所述催化剂是由摩尔比为1.2:1.05-1.25:1.05的过氧化特丁基苯甲酸酯、特丁基过氧化氢和过氧化二叔丁基混合而成的；
步骤2：步骤1反应结束后，抽出上清二甲苯，并加入去离子水在95-105℃的条件下水解2-3次；
步骤3：水解完成后，向反应釜中加入顺丁烯二酸酐质量的1.2-1.5倍的去离子水，即得水解聚马来酸酐产品。
2.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐的合成方法，其特征在于：所述步骤1中顺丁烯二酸酐和二甲苯的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐的合成方法，其特征在于：所述步骤1中催化剂的滴加速度为0.5-0.8kg/min。
4.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐的合成方法，其特征在于：所述步骤1中，催化剂的用量为顺丁烯二酸酐用量的10%，滴加控制温度为120-130 ℃，滴加完毕后保温反应2h。
5.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐的合成方法，其特征在于：步骤2中去离子水的用量为步骤1中顺丁烯二酸酐用量的1/2。
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